Bu çalışmada; üretim yönteminin kolza tohumu yağına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Tohuma uygulanan farklı önişlemlerin; biyodizel hammaddesi için çok önemli olan oksidasyon kararlılığı, toplam fosfor miktarı, hidratlanan fosfor miktarı ve serbest yağ asidi içeriği gibi yağın kimyasal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Kolza tohumu, belli sıcaklık ve sürelerde etüvde, mikrodalga fırında ve infrared nem tayini cihazında ön işleme tabi tutulmuştur. Önişlem görmemiş kolza tohumlarından çözücü ekstraksiyonu ve soğuk pres ile elde edilen yağın özellikleri ile bu cihazlarda ön işleme tabi tutulmuş tohumlardan yine çözücü ekstraksiyonu ve soğuk pres ile elde edilen yağların özellikleri karşılaştırılmıştır.
Etüvde bekletilerek şartlandırma işlemine tabi tutulan kolza tohumlardan petrol eteri ekstraksiyonu ile elde yağların, %37,9 olan yağ içeriklerinin önişlem sıcaklığı ile değişmediği saptanmıştır. Buna karşılık tohuma uygulanan ön şartlandırma işlem sıcaklığı arttıkça bu tohumlardan elde edilen yağların toplam fosfor ve hidratlanan fosfor içeriklerinin arttığı görülmektedir. Önişlem uygulanmamış kolza tohumundan elde edilen yağın toplam fosfor miktarı 37,3 ppm olarak iken, 130 de etüvde önişlem uygulanmış kolza tohumundan elde edilen yağın toplam fosfor miktarı 124.3 ppm olarak saptanmıştır. Tohuma uygulanan ön işlem sıcaklığı arttıkça yağın oksidasyon kararlılığının da arttığı gözlemlenmiştir.
Mikrodalga fırında farklı sürelerde bekletilen tohumlardan elde edilen yağın toplam fosfor içeriğinin değişmediği, buna karşılık oksidasyon kararlılığında az da olsa bir artış olduğu saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar ve daha önce yapılan çalışmalar karşılaştırıldığında toplam fosfor miktarında ve oksidasyon kararlılığında farklılıklar olduğu saptanmıştır. Bunun nedeni; mikrodalga fırınlarda homojen bir ısınma sağlanamaması ve bölgesel aşırı ısınmalar meydana gelmesidir. Bunun yanı sıra elde edilen sonuçlar; çalışılan mikrodalga tipine, çalışılan güç ayarına ve süreye göre değişiklik göstermektedir.
56
Önişlem uygulanmamış tohumdan soğuk pres ile elde edilen yağ ile infrared cihazında önişleme tabi tutulan tohumlardan soğuk pres ile edilen yağın fosfor içerikleri ve oksidasyon kararlılıklarının farklı olduğu saptanmıştır. İnfrared nem tayini cihazında 95°C’de uygulanan ön işlem ile yağın fosfor içeriği ve oksidasyon kararlılığının arttığı saptanmıştır.
Aynı ön işleme tabi tutulan tohumlardan petrol eteri ekstraksiyonu ve soğuk pres ile elde edilen yağların farklı özellikler gösterdiği görülmektedir. Pres ile elde edilen kolza yağının fosfor içeriğinin ekstraksiyon ile elde edilene göre oldukça düşük olduğu saptanmıştır. Bu farklılığın nedeni polar maddeler olan fosfolipidlerin petrol eterinde daha fazla çözünmeleri pres işleminde ise küspede kalmayı tercih etmeleridir.
Ön işlem uygulanmamış kolza tohumlarından petrol eteri eksraksiyonu, isopropil alkol ekstraksiyonu ve soğuk pres ile elde edilen yağların özellikleri karşılaştırıldığında, farklı iki çözücü ile elde edilen yağın fosfor içeriklerinin ve oksidasyon kararlılıklarının birbirinden oldukça farklı olduğu, isopropil alkol ile elde edilen yağda bu değerlerin çok daha yüksek olduğu görülmektedir. Petrol eterine göre daha polar bir çözücü olan isopropil alkolde, polar bileşikler olan fosfolipidler daha fazla çözünmektedirler. Yapılan deneyler sonucu petrol ekstraksyonu ile elde edilen yağın oksidasyon kararlılığı 9.34 saat olarak bulunmuştur. Bu değerin çözücü ekstraksiyonun da isopropil alkolün kullanılması ile 21.0 saate yükseldiği görülmüştür.
Günümüzde Avrupa ülkeleri başta olmak üzere birçok ülke de biyodizel hammaddesi olarak değerlendirilmek üzere yetiştirilen kolza tohumu ülkemiz için de önemli bir biyodizel hammaddesidir. Yapılan bu çalışmada görülmüştür ki, ülkemizde yetiştirilen kolza tohumuna uygulanan önişlem sıcaklığı ile biyodizel kalitesi açısından önemli olan oksidasyon kararlılığının arttığı gözlemlenmiştir. Yine tohuma uygulanan önişlem sıcaklığına paralel olarak elde edilen yağın toplam fosfor miktarında da bir artış olduğu saptanmıştır. Toplam fosfor içeriğini azaltmak amacı ile öncelikle yağa su ile degumming işlemi uygulanmıştır. Ancak bu işlem sonrası toplam fosfor miktarında büyük bir düşüş tespit edilemediği için yağa çeşitli işlemler uygulanmasına karar verilmiştir. Yüksek fosfor içeriğini azaltmak amacı ile ham yağ; CaCl2, magnesol ve sitrik asit ile işleme tabi tutulmuştur. CaCl2 ile işleme tabi
Magnesol ilavesi ile gerçekleştirilen karıştırma işlemi sonrasında süzülen yağın fosfor içeriğinin 138,2 ppm’den 11,4 ppm’e düştüğü, sitrik asit ile gerçekleştirilen degummig işleminde sonra ise yağın fosfor içeriğinin 40,5 ppm’e düştüğü tespit edilmiştir.
58 KAYNAKLAR
[1] Ulusoy, Y., Tekin, Y., Arslan, R. ve Alibaş, K., 2006. Türkiye’ de biyodizel üretimi ve üretim sorunlarına bir bakış, Biyoyakıt (Biyodizel- Biyoetanol) Sempozyumu, 29-30 Haziran, Bursa
[2] Alptekin, E. ve Çanakçı, M., 2006. Biyodizel üretimi ve gliserin özelliklerin belirlenmesi, Biyoyakıt (Biyodizel-Biyoetanol) Sempozyumu, 29-30 Haziran, Bursa
[3] Knothe, G., Gerpen, J.V. and Krahl, J., 2005. The Biodiesel Handbook, AOCS Pres, USA
[4] Kolsarıcı, Ö., 2006. Biyodizel üretiminde değerlendirilebilecek yağlı tohumlu bitkilerimizin potansiyeli, Biyoyakıt (Biyodizel-Biyoetanol) Sempozyumu, 29-30 Haziran, Bursa
[5] Shahidi, F., 1990. Canola and Rapeseed, Production, Chemistry, Nutrition and Processing Technology, Van Nostrand Reinhold, New York.
[6] Shahidi F., 2005. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Volume 6, Wiley- Interscience, New Jersey, USA.
[7] FAOSTAT, http://faostat.fao.org/site/567/default.aspx, Mayıs 2007
[8] Shahidi, F., 2005. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Volume 5, Wiley- Interscience, New Jersey, USA.
[9] Bockisck, M., 1998. Fats and Oils Handbook, AOCS Pres, USA.
[10] Salunke, D.K., Chavan, J.K., Adsule, R.N. and Kadam, S.S., 1992. World oilseeds: Chemistry, Technology and Utilization, Van Nostrand Reinhold, New York.
[11] Rapeseed - Wikipedia, the free encyclopedia,
http://en.wikipedia.org/wiki/Rapeseed, Mayıs 2007
[12] UWA Science, http://science.uwe.ac.uk/research/page.aspx?pageId=biofuels [13] Shahidi F., 2005. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Volume 3, Wiley-
Interscience, New Jersey, ABD, 2005.
[14] Türkay S., Seçkin, L. ve Türkay, Ş., 1989. Türkiye Kökenli Aspir Yağının Tanılanması, Marmara üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6, 23-30. [15] Rossel, J. B., and Pritchard J. L. R., 1991. Analysis of Oilseeds, Gats and
Fatty Foods, Elsevier, Londra, İngiltere.
[16] Hamm, W. and Hamilton, R.J., 2000. Ediple Oil Processing, CRC Pres, USA and Canada.
[17]O’Brien, R.D., 2004. Fats and Oils-Formulating and Processing for Applications. CRC Pres, Boca Raton, Florida.
[18] Oberndorfer, C. and Lücke, W., 1999. The effect of rapeseed treatment by microwave and radio-frequency application on oil extraction and oil
quality. Part I: Influence on mechanical oil extraction, Fett/Lipid, 101, 164-167.
[19] Veldsink, J.W., Muuse, B.G., Meijer, M.M.T., Cuperus, F.P., Van De Sande, R.L.K.M. and Van Putte, K.P.A.M., 1999. Heat pretreatment of oilseeds: effect on oil quality, Fett/Lipid, 101, 244- 248.
[20] Yoshida, H., Hirakawa, Y.,Tomiyama, Y.,Nagamizu, T. and Mizushina, Y., 2003. Fatty acid distributions of triacylglycerols and phospholipids in peanut seeds (Arachis hypogaea L.) following microwave treatment, Journal of Food Composition and Analysis, 18, 3–14.
[21] Paquot, C. and Hautfenne, A., 1987. IUPAC Standart Methods for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives, Blackwell Scientific Publications, London.
[22] Snell, F.D. and Ettre L.S., 1973. Snell-Ettre Encyclopedia of Industrial Chemical Analysis, Volume 17, John Wiley & Sons, Inc., New York. [23] Dr. Kimyager İ. YANÇO - Metrohm 743 Rancimat,
http://www.yanco.com.tr/products/metrohm/products/08/tr-f743.html, Mart 2008.
[24] Ataç, Ö., 2005. Kızartma yağının ve biyodizelin adsorpsiyon yöntemi ile saflaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[25] Irfan, I. and Pawelzik, E., 1999. The effect of rapeseed treatment by microwave and radio-frequency on oil extraction and oil quality. Part II:Influence on oil quality, Fett/Lipid, 101, 168-171.
[26] Rajam, L., Soban Kumar, D.R., Sundaresan, A. and Arumughan, C., 2005.A novel process for physically refining rice bran oil through simultaneous degumming and dewaxing, JAOCS, 82, 213-220.
60 ÖZGEÇMİŞ
Sadet ERSUNGUR, 1982 yılında Kirchheim Unterteck/Almanya’da doğdu. İlköğrenimini Basınköy İlkokulu’nda, orta ve lise öğrenimini Cağaloğlu Anadolu Lisesi’nde tamamladı. 2000 yılında girdiği YTÜ Kimya Metalurji Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü’nden 2005 yılında lisans derecesini aldı ve aynı yıl İTÜ Kimya Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek Lisans öğrenimine başladı. 2007- 2008 akademik yılında Belçika’da Gent Üniversitesi’nde Erasmus öğrencisi olarak bir proje çalışmasında bulundu.